JPS6048207A - 超硬ドリルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、超硬ドリルおよびそれを製造するのに好適
な製造方法に関する。

一般に、超硬ドリルにおいては、切刃を高速変調より硬
度が高い超硬合金によって構成しているから、高速度鋼
製ドリルに比して高速切削を行うことができ、これによ
って加工能率の向上を図ることができるという利点が得
られる。

しかしながら、送り速彦については向上させることがで
きなかった。これは、超硬合金が硬い反面脆いため、ド
リル先端の軸線近傍部分がそこに作用するスラスト荷重
によって圧壊するおそれがあるからであり、高送りしよ
うとするとそれに伴なってスラスト荷重が増大し、より
一層圧壊の危険性が増大することになる。したがって、
この種の超硬ドリルにおいては、穴明は加工の能率向上
を図るにも一定の限度があり、また寿命の点でも充分に
満足し得るものとはいい難かった。

そこで、軸線近傍部分の圧壊の危険性を軽減するため、
より靭性に富む超硬合金を用いて超硬ドリルを製造する
ことが考えられる。ところがこのようにすると、送り速
度を向上させることができる反面、靭性に富む超硬合金
は硬度が低いため、切削速度の低下を余義なくされ、し
たがって根本的な解決策とはいえかかった。

この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、高速
切削を行うことができるのは勿論のこと、高送り切削を
行うことができ、したがって穴明は加工の能率を大幅に
向上させることができ、しかも寿命の向上を図ることが
できる超硬ドリルを提供することおよびそのような超硬
ドリルを製造するのに好適な製造方法を提供することを
目的とする。

以下、この発明について詳細に説明する。

まず、この発明の超硬ト°リルについて第１図ないし第
７図を参照して説明する。第１図ないし第３図はこの発
明の一実施例を示すもので、これらの図に示すように、
この発明は超硬合金製のドリル本体１を２層ｗｌ造とし
た点に特徴がある。すなわち、ドリル本体１はその軸線
０を含む中心部１ａと、この中心部１ａの外側に設けら
れた外周部１ｂとから構成されている。中心部１ａは、
外周部１ｂを構成する超硬合金より靭性が高い超硬合金
によって構成され、他方外周部１ｂは、中心部１＆を構
成する超硬合金より硬度が高い超硬合金によって構成さ
れている。中心部１ａ、外周部１ｂを構成する超硬合金
としては、炭化タングステン（ＷＣ）または炭化チタン
（Ｔｌ　′Ｃ）を主成分とする超ｈφ合金を用いるのが
望ましい。なお、ドリルの外径をＤとしたとき、中心部
１−の直径ｄとしては、Ｄ／１５≦　ｄ　≦　Ｄ／１５
−とするのが望ましい。

また、上記中心部１ａの軸線０に対する位置関係として
は、上記実施例のように中心部１ａの中心線１を軸線０
と一致させてもよく、第４図および第５図に示すように
、中心線１を軸線０からずらし、中心部１ａを偏心させ
て形成してもよい。

また、中心部１ａの断面形状としては、上記実施例のよ
うに、円形として本よいが、第６図および第７図に示す
ように、楕円形としてもよく、その抽圧三角形、正四角
形等の正多角形あるいは他の形状としてもよい。

そして、上記のように形成されたト°リル本体１には、
従来のドリルと同様に、外周に切屑排出溝２．２が形成
され、各切屑排出溝２．２の回転方向を向く壁面と先端
逃げ面３とのなす稜に切刃４゜４がそれぞれ形成されて
いる。これら切刃４．４間には、チゼル部５が形成され
ている。このチゼル部５は、シンニングが施さ、れるこ
とにより、中心部１ａにのみ形成されている。なお、こ
の場合にはドリル本体１全体を超硬合金によって形成し
ているが、その先端部のみを超硬合金によって構成して
もよい。たとえばドリル本体を刃部とシヤング部とから
な１７、刃部を上記のような２層構造とする一方、シャ
ンク部を鋼製とし、このシャンク部に刃部をろう付は固
定するようにしてもよい。

上記のように構成された超硬ト０リルによって穴明は加
工を行った場合には、ドリル本体１の中心部１ｇを外周
部１ｂより靭性の高い超硬合金によって構成しているか
ら、軸線０近傍部分の圧壊を防止することができ、した
がって、高送り切削を行うことができる。一方、外周部
１ｂを中心部１＆より硬度の高い超硬合金によって構成
したから、切削速変を低下させる必要がない。したがっ
て、穴明加工の能率を大幅に向上させることができろ。

また、軸１１ｉｌｏ近傍部分の圧壊を防止することがで
きるから、鍔命の向上を図ることができる。

次に、高速変鋼製ドリル、従来の超硬ドリルおよびこの
発明に係す超硬ドリルによる穴明は加工を行った際の実
験データを示すことにより上記の効果を明らかにする。

なお、ドリル直径その他の瞳光を王者共同−にしたのは
勿論である。また、被剛材は鋳鉄であり、穴の直径８ｍ
、深さ３Ｑ１１Ｊ！である。実験データは次のとおりで
ある。

上表から明らかなように、この発明の超硬ドリルによれ
ば、高速度鋼製ドリルおよび従来の超硬ドリルのいずれ
より穴明は加工の能率を向上させることができ、しかも
、従来の超硬ドリルが高速１鋼製ドリルに比して短寿命
であったのに対し、高速度鋼製ドリルよりも長寿命とす
ることができた。

次に、上記構成の超硬ドリルを製造するのに好適な製造
方法について説明する。

〔第１の製造方法〕 この製造方法においては、第８図に示すように、超硬合
金の圧粉体からなる筒状体１１をまず製造する。この場
合、予め柱状体を圧縮成形し、その柱状体の中心部を繰
り抜いて筒状体１１となしてもよく、圧縮成形によって
筒状体１１そのものを得るようにしてもよい。

次に、筒状体１１内に棒状体１２を挿入する。

この棒状体１２は筒状体１１を構成する超硬合金より靭
性が高く、かつ焼結時の収縮率が小さい超硬合金を圧縮
成形してなるものである。なお、その外径については、
焼結後における筒状体１１と棒状体１２との収縮量の差
を考慮して決定すべきであるが、一般的には筒状体１１
の内径より０．０１〜Ｑ、　５１１小さくしておくのが
良い。

その後、筒状体１１内に棒状体１２を組み込んだ状態で
、それらを焼結する。すると、筒状体１１が棒状体１２
より大きく収縮するため、それらが一体化される。

次いで、第９図に示すように、その焼結体に切屑排出＠
１３、切刃１４等の形状加工を施す。この形状加工につ
いては、焼結する前に行い、その後焼結するようにして
もよい。

なお、上記の場合には、筒状体１１を挺なる円筒状とな
しているが、たとえば切屑排出溝１３が形成される部分
に予め凹溝を成形しておいてもよい。

〔第２の製造方法〕 この第２の製造方法は、棒状体を予め焼結しておく点が
上記第１の製造方法と異なり、その他の工程は第１の製
造方法と同様である。したがって、この場合には棒状体
を構成する超硬合金と筒状体を構成する超硬合金との収
縮率の差を考慮する必要がない。

この製造方法においては、筒状体内に棒状体を組み込ん
だ状態での焼結時において、棒状体がほとんど収縮しな
いから、筒状体と棒状体とをより一層強固に一体化する
ことができる。また、棒状体を予め焼結しておくから、
製造工程中において棒状体の欠損等の事故を未然に防止
することができ、これによってロス率の低減を図ること
ができる。

〔第３の製造方法〕 この第３の製造方法は、中心部に外周部を構成する超硬
合金より靭性が高く、かつ焼結時の収縮率が小さい超硬
合金を配し、これら中心部と外周部とを同時に圧縮成形
して棒状の圧粉体を製造し、その後との圧粉体を焼結し
、次いで形状加工を行うものである。なお、形状加工工
程と焼結工程とを前後進にしてもよいことは勿論である
。

この第３の製造方法においては、圧縮成形工程および焼
結工程をいずれも一回行えばよいから、上記の２つの製
造方法に比して超硬ドリルを安価に製造することができ
、特に大量生産に好適である。

以上説明したように、この発明の超硬ト°リルによれば
、ト°リル本体を中心部と外周部とからなる２層構造と
し、中心部を外周部より靭性が高い超硬合金によって構
成する一方、外周部を中心部より硬ばが高い超硬合金に
よって構成しているから、高速切削を行うことができる
のは勿論のこと、高送り穴明は加工を行うことができ、
したがって穴明は加工の能率を大幅に向上させることが
でき、しかも寿命の向上を図ることができる等の効果が
得られる。また、この発明の製造方法によればそのよう
な超硬ドリルを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係る超硬ドリルの一賽
施例を示し、第１図はその正面図、第２図は一部省略側
面図、第３図は第１図のｌ−１１矢視断面図、第４図お
よび第５図はこの発明に係る超硬Ｖリルの他の実施例を
示し、第４図はその正面図、第５図は一部省略側面図、
第６図および第７図はこの発明に係る超硬ドリルのさら
に他の実施例を示し、第６図はその正面図、第７図は一
部省略側面図、第８図および第９図はこの発明の第１の
製造方法を訝明するための図であって、第８図は組み立
て工程を示す斜視図、第９図は形状加工後の超硬ト°リ
ルを示す一部省略側面図である。 １・・・・・・ドリル本体、１＆・・・・・・中心部、
１ｂ・・・・・・外周部、０・・・・・・軸線、Ｊ・・
・・・・中心線、１１・・・・・・筒状体、１２・・・
・・・棒状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ドリル本体の少なくとも先端部が超硬合金によっ
   て構成された超硬ト°リルにおいて、前記超硬合金によ
   って構成された部分は、ト°リルの軸線を含む中心部と
   、この中心部の外側に設けられた外周部とからなり、前
   記中心部は前記外周部より靭性が高い超硬合金によって
   構成され。 前記外周部は前記中心部より硬度が高い超硬合金によっ
   て構成されていることを特徴とする超硬ト°リル。 ２、前記中心部および前記外周部はそれぞれ炭化タング
   ステンまたは炭化チタンを主成分とする超硬合金によっ
   て構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の超硬ドリル。 ３、前記中心部は、その中心線が前記ドリルの軸線から
   ずらされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   を元は第２項に記載の超硬ト９リル。 ４、前記中心部は、その断面形状が円形または楕円形ま
   たは正多角形とされてい石ことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の超硬ドリル
   。 ５、超硬合金の圧粉体である筒状体に、この筒状体を構
   成する超硬合金より靭性が高く、かつ焼結時の収縮基が
   小さい超硬合金を圧縮成形してなる棒状体を挿入してこ
   れらを組み立て、その後組み立てられた筒状体および棒
   状体の形状加工と焼結とのいずれか一方を行い、次いで
   他方を行うことを特徴とする超硬ト°リルの製造方法。 ６、超硬合金の圧粉体である筒状体に、この筒状体を構
   成する超硬合金よりも靭性が高い超硬合金を圧縮成形後
   焼結してなる棒状体を挿入してこれらを組み立て、その
   後組み立てられた筒状体および棒状体の形状加工と焼結
   とのいずれか一方を行い１次いで他方を行うことを特徴
   とする超硬ト°リルの製造方法。 ７、中心部に外周部を構成する超硬合金より靭性が高く
   、かつ焼結時の収縮率が小さい超硬合金を配し、これら
   中心部と外周部とを同時に圧縮成形して棒状の圧粉体と
   なし、その後圧粉体の形状加工と焼結とのいずれか一方
   を行い、次いで他方を行うことを特徴とする超硬ドリル
   の製造方法。